بررسی اثر غلظت مواد اولیه بر سرعت واکنش

مطالعه ی عواملی که در سرعت واکنش موثرند چه از نظر تئوری و چه از نظر صنعتی از اهمیت فوق العاده ای برخوردارند.زیرا از این طریق می توان شرایط عمل را برای مناسب ترین حالت پیش بینی کرد هرگونه برخورد بین مولکول ها منجر به ایجاد واکنش نمی شود.

غلظت موادی که در واکنش بر هم اثر می کنند در سرعت واکنش موثر است .وقتی غلظت یکی از مواد اولیه را زیاد میکنیم چون تجمع مولکول ها در یک حجم معین زیادتر می شود و عده ی برخوردها در واحد زمان افزایش می یابد در نتیجه سرعت واکنش زیادتر می شود.علاوه بر غلظت عوامل دیگری از جمله دما,کاتالیزور نیز بر سرعت واکنش موثر است.

در این آزمایش از واکنش بین پتاسیم یدان و سدیم سولفیت در محیط اسیدی استفاده می کنیم.

۲IO3- + ۵SO32- + ۲H+ → ۵SO42- + H2O + I2

در این واکنش اگر غلظت یون یدات در محلول کافی باشد تمام یو نهای سولفیت موجود در محلول اکسید و به یون سولفات تبدیل می شود و در نتیجه ید آزاد می شود.چون محلول ید حتی در غلظت کم در مجاورت نشاسته به رنگ آبی در می آید می توان از روی شدت و زمان تغییر رنگ محلول به سرعت واکنش پی برد.

اگر آزمایش را چند بار انجام دهیم و هر دفعه غلظت یون سولفیت را ثابت نگه داریم اما غلظت یون یدات را نسبت به دفعه ی قبل از آن کمی افزایش دهیم سرعت واکنش نیز به همین نسبت به تدریج افزایش می یابد و لذا رنگ آبی ید-نشاسته هر دفعه سریع تر از دفعه ی قبل ظاهر می شود.با اندازه گیری زمان لازم برای ظاهر شدن رنگ آبی ید-نشاسته در محلول می توان ازایش سرعت واکنش را بر حسب غلظت یون یدات اندازه گیری کرد.

الف-محلول های لازم :

۱-محلول سولفیت نشاسته برای این منظور ۰٫۶۵ گرم سولفیت سدیم در ۵۰ میلی لیتر آب حل کنید.

۲-۲٫۵ گرم نشاسته را در ۵۰ میلی لیتر آب جوش حل کنید.پس از سرد شدن محلول نشاسته دو محلول بالا را مخلوط کرده و با استفاده از پیپت مدرج ۱۰ میلی لیتری ۶٫۵ میلی لیتر اسید سولفوریک ۳ مولار به آن اضافه کنید و حجمکل محلول را به وسیله ی بالن ژوژه به ۵۰۰ میلی لیتر برسانید.

۳-محلول یدات پتاسیم ۰٫۲ مولار ,برای این منظور ۱٫۰۷ گرم پتاسیم یدات را در آب حل کرده و حجم محلول حاصل را با آب در بالن ژوژه به ۲۵۰ میلی لیتر برسانید.

ب-روش انجام آزمایش:

ارلن مایر ۲۵۰ میلی لیتری را بردارید توسط پیپت ۱۰ میلی لیتر از محلول یدات پتاسیم ۰٫۲ مولار و با استوانه ی مدرج ۸۰ میلی لیتر آب مقطر بریزید.

پس از آن کرونومتر را برداشته و با فشار دکمه ی مخصوص آن را روی صفر قرار دهید.در حالی که کرونومتر را آماده در دسترس دارید با پیپت ۱۰ میلی لیتر از محلول سولفیت-نشاسته را برداشته به طوری آن را به محلول اضافه کنید که به محض خالی شدن پیپت با فشار دکمه ی کرونومتر آن را به کار انداخته باشید.پس از اضافه کردن با تکان دادن ارلن مایر محلول را به خوبی به هم بزنید به محض این که رنگ آبی ید – نشاسته ظاهر شد با فشار دکمه ی کرونومتر را متوقف کنید و زما را یادداشت کنید.

آزمایش بالا را ۱۵ میلی لیتر محلول پتاسیم یدات ۷۵ میلی لیتر آب مقطر و ۱۰ میلی لیتر محلول سولفیت-نشاسته انجام دهید و زمان لازم را برای ظاهر شدن رنگ آبی در محلول را تعیین و یادداشت کنید.

آزمایش را با ۲۰ میلی لیتر محلول پتاسیم یدات و ۷۰ میلی لیتر آب مقطر و ۱۰ میلی لیتر محلول سولفیت –نشاسته انجام دهید و زمان را یادداشت کنید.

آزمایش را با ۳۰ میلی لیتر محلول پتاسیم یدات و ۶۰ میلی لیتر آب مقطر و ۱۰ میلی لیتر محلول سولفیت-نشاسته انجام دهید و زمان لازم را یادداشت کنید.

آزمایش را با ۵۰ میلی لیتر محلول پتاسیم یدات و ۴۰ میلی لیتر آب مقطر و ۱۰ میلی لیتر محلول سولفیت-نشاسته انجام دهید و زمان لازم را یادداشت کنید.

در این آزمایش ها هر بار حجم کل محلول (۹۰ میلی لیتر) و غلظت سدیم سولفات نیز ثابت است و تنه عاملی که هر بار تغییر می کند غلظت پتاسیم یدات است که هر بار کمی بیشتر از بار قبل است بنابراین با استفاده از نتایجی که به دست آمده می توان نشان داد که سرعت واکنش با زیاد شدن غلظت پتاسیم یدات افزایش می یابد.

نظرات شما عزیزان: